Linux设备驱动程序
Linux系统关系族谱图:应用程序、内核、驱动程序、硬件详解

Linux系统关系族谱图:应用程序、内核、驱动程序、硬件详解目前,Linux软件工程师大致可分为两个层次:01Linux应用软件工程师(ApplicaTIon Software Engineer):主要利用C库函数和Linux API 进行应用软件的编写;从事这方面的开发工作,主要需要学习:符合linux posix标准的API函数及系统调用,linux 的多任务编程技巧:多进程、多线程、进程间通信、多任务之间的同步互斥等,嵌入式数据库的学习,UI编程:QT、miniGUI等。
02Linux固件工程师(Firmware Engineer):主要进行Bootloader、Linux的移植及Linux设备驱动程序的设计工作。
一般而言,固件工程师的要求要高于应用软件工程师的层次,而其中的Linux设备驱动编程又是Linux程序设计中比较复杂的部分,究其原因,主要包括如下几个方面:1 )设备驱动属于Linux内核的部分,编写Linux设备驱动需要有一定的Linux操作系统内核基础;需要了解部分linux内核的工作机制与系统组成2)编写Linux设备驱动需要对硬件的原理有相当的了解,大多数情况下我们是针对一个特定的嵌入式硬件平台编写驱动的,例如:针对特定的主机平台:可能是三星的2410、2440,也可能是atmel的,或者飞思卡尔的等等3 )Linux设备驱动中广泛涉及到多进程并发的同步、互斥等控制,容易出现bug;因为linux本身是一个多任务的工作环境,不可避免的会出现在同一时刻对同一设备发生并发操作4 )由于属于内核的一部分,Linux设备驱动的调试也相当复杂。
linux设备驱动没有一个很好的IDE环境进行单步、变量查看等调试辅助工具;linux驱动跟linux内核工作在同一层次,一旦发生问题,很容易造成内核的整体崩溃。
在任何一个计算机系统中,大至服务器、PC机、小至手机、mp3/mp4播放器,无论是复杂的大型服务器系统还是一个简单的流水灯单片机系统,都离不开驱动程序的身影,没有硬件的软件是空中楼阁,没有软件的硬件只是一堆废铁,硬件是底层的基础,是所有软件。
linux 驱动的 ioctl 详细说明

linux 驱动的 ioctl 详细说明【实用版】目录1.驱动概述2.ioctl 的作用3.ioctl 的参数4.ioctl 的返回值5.ioctl 的错误码6.设备相关的 ioctl 调用7.总结正文1.驱动概述在 Linux 系统中,驱动程序是一种特殊的程序,它们用于控制和管理硬件设备。
驱动程序通过系统调用接口与操作系统内核进行交互,以实现对硬件设备的控制和管理。
在 Linux 中,声卡驱动程序是一个重要的驱动程序类型,它用于控制和管理声卡设备。
2.ioctl 的作用ioctl(input/output control)是 Linux 系统中的一个重要系统调用,它用于实现对设备驱动程序的控制和管理。
ioctl 函数通过传递特定的参数,可以实现对设备进行配置、控制和查询等操作。
对于声卡驱动程序来说,ioctl 函数可以用于实现对声卡设备的各种控制和管理操作。
3.ioctl 的参数ioctl 函数的参数主要包括两个部分:一个是设备文件描述符,它是通过 open、create 等系统调用创建的;另一个是参数缓冲区,它用于存储 ioctl 函数所需的参数。
此外,ioctl 函数还可能需要一些其他参数,具体取决于所使用的设备类型和操作。
4.ioctl 的返回值ioctl 函数的返回值表示函数执行的结果。
如果函数执行成功,则返回 0;如果发生错误,则返回 -1,并设置相应的错误码。
错误码可以通过 errno 系统变量获取。
5.ioctl 的错误码ioctl 函数返回的错误码可以用来判断函数执行是否成功。
常见的错误码包括:- EINVAL:无效的参数。
- EIO:设备 I/O 错误。
- EAGAIN:设备繁忙,需要重试。
- ENODEV:指定的设备不存在。
- ENOENT:指定的设备文件描述符无效。
6.设备相关的 ioctl 调用不同的设备类型可能需要使用不同的 ioctl 函数进行控制和管理。
对于声卡设备,常见的 ioctl 调用包括:- audio_ioctl:用于实现对声卡设备的音频输入输出控制。
Linux设备驱动程序接口

§1. Linux驱动程序接口系统调用是操作系统内核与应用程序之间的接口,设备驱动程序则是操作系统内核与机器硬件的接口。
几乎所有的系统操作最终映射到物理设备,除了CPU、内存和少数其它设备,所有的设备控制操作都由该设备特殊的可执行代码实现,此代码就是设备驱动程序。
操作系统内核需要访问两类主要设备:字符设备和块设备。
与此相关主要有两类设备驱动程序,字符设备驱动程序和块设备驱动程序。
Linux(也是所有UNIX)的基本原理之一是:系统试图使它对所有各类设备的输入、输出看起来就好象对普通文件的输入、输出一样。
设备驱动程序本身具有文件的外部特征,它们都能使用象open(),close(),read(),write()等系统调用。
为使设备的存取能象文件一样处理,所有设备在目录中应有对应的文件名称,才可使用有关系统调用。
通常Linux驱动程序接口分为如下四层:1).应用程序进程与内核的接口;2).内核与文件系统的接口;3).文件系统与设备驱动程序的接口;4).设备驱动程序与硬件设备的接口。
§2. 驱动程序文件操作数据结构每个驱动程序都有一个file-operation的数据结构,包含指向驱动程序内部函数的指针。
file-operation的数据结构为:struct file-operation {int (*lseek)();int (*read)();int (*write)();int (*readdir)();int (*select)();int (*ioctl)();int (*mmap)();int (*open)();int (*close)();int (*release)();int (*fsync)();int (*fasync)();int (*check-media-change)();int (*revalidate)();}内核中有两个表,一个用于字符设备驱动程序,一个用于块设备驱动程序。
Linux下的硬件驱动——USB设备

Linux下的硬件驱动——USB设备什么是USB设备?USB即Universal Serial Bus,翻译过来就是通用串行总线。
它是一种规范化的、快速的、热插拔的串行输入/输出接口。
USB接口常被用于连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、音频设备、存储设备等外围设备。
Linux下的USB驱动在Linux系统中,每个USB设备都需要一个相应的驱动程序来驱动。
从Linux 2.4开始,内核提供了完整的USB设备支持。
对于每个USB设备,内核都会自动加载对应的驱动程序。
Linux下的USB设备驱动程序主要分为以下几个部分:USB核心驱动程序USB核心驱动程序是操作系统内核中处理USB设备的核心模块,负责与各种类型的USB设备进行通信,包括主机控制器、USB总线、USB设备等。
它与驱动程序和应用程序之间起到了桥梁的作用,为驱动程序提供了USB设备的基础支持。
USB设备驱动程序USB设备驱动程序是与特定USB设备相对应的驱动程序,为USB设备提供具体的读写功能和其他控制功能。
USB核心驱动程序和USB设备驱动程序之间的接口USB核心驱动程序和USB设备驱动程序之间的接口是指USB层和应用程序层之间的接口,负责传递各种USB操作的命令和数据。
如何编译一个USB设备驱动编译一个USB设备驱动程序需要按照以下步骤进行:步骤一:安装必要的软件包首先需要安装编译和调试USB设备驱动所需的软件包,包括编译工具链、内核源代码、内核头文件等。
sudo apt-get install build-essential linux-source linux-headers-`una me -r`步骤二:编写代码现在可以编写USB设备驱动程序的代码,此处不做详细介绍。
步骤三:编译代码在终端窗口中进入USB设备驱动程序所在的目录下,输入以下命令进行编译:make此命令将会编译USB设备驱动程序,并生成一个将驱动程序与内核进行连接的模块文件。
如何在Linux系统中安装驱动程序

如何在Linux系统中安装驱动程序Linux系统作为一个开源的操作系统,广泛应用于各种设备和领域。
而安装驱动程序是在Linux系统中使用外部硬件设备的关键步骤之一。
在本文中,我们将学习如何在Linux系统中安装驱动程序的方法和步骤。
1. 检查硬件设备在安装驱动程序之前,首先需要确定硬件设备的型号和制造商。
可以通过查询设备的型号或者查看设备的相关文档来获取这些信息。
这是非常重要的,因为不同的设备可能需要不同的驱动程序来正确地工作。
2. 更新系统在安装驱动程序之前,确保你的Linux系统已经是最新的状态。
可以通过在终端中运行以下命令来更新系统:```sudo apt-get updatesudo apt-get upgrade```更新系统可以确保你拥有最新的软件包和驱动程序,以获得更好的兼容性和性能。
3. 查找合适的驱动程序一般来说,大部分硬件设备的驱动程序都可以在Linux系统的软件仓库中找到。
可以通过使用包管理器(如apt、yum等)来查找并安装合适的驱动程序。
运行以下命令来搜索并安装特定的驱动程序:```sudo apt-cache search 驱动程序名称sudo apt-get install 驱动程序名称```注意替换“驱动程序名称”为具体的驱动程序名称。
安装驱动程序可能需要输入管理员密码和确认安装。
如果你无法在软件仓库中找到合适的驱动程序,可以转向设备的制造商网站或者开源社区来获取。
下载驱动程序后,根据驱动程序提供的文档和说明来安装。
4. 编译和安装驱动程序有些驱动程序可能需要手动编译和安装。
在这种情况下,你需要确保你的系统已经安装了编译工具(如GCC、make等)。
在终端中切换到驱动程序所在的目录,并按照以下步骤进行编译和安装:```./configuremakesudo make install```以上命令将分别进行配置、编译和安装驱动程序。
在进行安装之前,可能需要输入一些配置选项或者确认安装。
linux pnp描述

linux pnp描述Linux PnP (Plug-and-Play) 是一种操作系统级别的技术,它使得计算机能够自动识别和配置设备,例如硬盘、显卡、网卡等。
Linux PnP 的主要目标是使计算机硬件更易于使用和管理,从而减少用户的麻烦。
Linux PnP 通常通过以下几种方式实现:1.设备驱动程序:Linux 内核包含了许多设备驱动程序,这些程序能够识别和配置各种硬件设备。
当设备插入系统时,驱动程序会自动加载并配置设备。
2.设备文件:Linux 系统使用设备文件来表示硬件设备。
这些设备文件通常位于 /dev 目录下,并且可以使用 mknod 命令创建。
当设备插入系统时,Linux 内核会自动创建相应的设备文件。
3.sysfs:sysfs 是一个虚拟文件系统,它提供了内核对象和用户空间程序之间的接口。
通过 sysfs,用户空间程序可以读取和修改内核对象的状态。
Linux PnP 使用 sysfs 来管理和配置设备。
4.udev:udev 是一个动态设备管理工具,它可以管理设备节点和设备规则。
udev 能够自动创建和管理设备文件,并可以根据设备的属性自动分配设备的名称和权限。
Linux PnP 的优点包括:1.易于使用:Linux PnP 使得硬件设备的配置和管理变得更加简单和直观。
用户不再需要手动配置硬件设备的参数,系统会自动识别并配置设备。
2.提高稳定性:Linux PnP 可以自动检测和修复硬件设备的错误,从而提高系统的稳定性。
3.支持多种设备:Linux PnP 支持多种硬件设备,包括许多非标准的硬件设备。
这使得 Linux 系统更加灵活和通用。
4.减少维护成本:Linux PnP 可以减少系统管理员的维护成本,因为系统可以自动管理硬件设备的配置和状态。
Linux设备驱动程序加载卸载方法insmod和modprobe命令

Linux设备驱动程序加载卸载⽅法insmod和modprobe命令linux加载/卸载驱动有两种⽅法。
1.modprobe注:在使⽤这个命令加载模块前先使⽤depmod -a命令⽣成modules.dep⽂件,该⽂件位于/lib/modules/$(uname -r)⽬录下;modprobe命令智能地向内核中加载模块或者从内核中移除模块,可载⼊指定的个别模块,或是载⼊⼀组相依的模块。
modprobe会根据depmod所产⽣的依赖关系,决定要载⼊哪些模块。
若在载⼊过程中出错,modprobe会卸载整组的模块。
载⼊模块的命令:(1) 载⼊指定的模块:modprobe drv.ko(2) 载⼊全部模块:modprobe -a卸载模块的命令:modprobe -r drv.komodprobe命令⽤于智能地向内核中加载模块或者从内核中移除模块。
modprobe可载⼊指定的个别模块,或是载⼊⼀组相依的模块。
modprobe会根据depmod所产⽣的相依关系,决定要载⼊哪些模块。
若在载⼊过程中发⽣错误,在modprobe会卸载整组的模块。
选项-a或--all:载⼊全部的模块;-c或--show-conf:显⽰所有模块的设置信息;-d或--debug:使⽤排错模式;-l或--list:显⽰可⽤的模块;-r或--remove:模块闲置不⽤时,即⾃动卸载模块;-t或--type:指定模块类型;-v或--verbose:执⾏时显⽰详细的信息;-V或--version:显⽰版本信息;-help:显⽰帮助。
参数模块名:要加载或移除的模块名称。
实例查看modules的配置⽂件:modprobe -c这⾥,可以查看modules的配置⽂件,⽐如模块的alias别名是什么等。
会打印许多⾏信息,例如其中的⼀⾏会类似如下:alias symbol:ip_conntrack_unregister_notifier ip_conntrack列出内核中所有已经或者未挂载的所有模块:modprobe -l这⾥,我们能查看到我们所需要的模块,然后根据我们的需要来挂载;其实modprobe -l读取的模块列表就位于/lib/modules/`uname -r`⽬录中;其中uname -r是内核的版本,例如输出结果的其中⼀⾏是:/lib/modules/2.6.18-348.6.1.el5/kernel/net/netfilter/xt_statistic.ko挂载vfat模块:modprobe vfat这⾥,使⽤格式modprobe 模块名来挂载⼀个模块。
platform driver使用方法

platform driver使用方法一、Platform Driver的基本概念Platform Driver是Linux内核中的一种设备驱动程序,用于管理特定硬件平台上的设备。
它通过与设备的Platform Device进行匹配,并提供设备的初始化、注册和卸载等功能。
Platform Driver通常由两部分组成:Platform Driver的结构体和Platform Driver的注册函数。
1. Platform Driver的结构体Platform Driver的结构体是一个包含了与设备驱动相关信息的数据结构,它通常包含了设备的名称、设备的ID、设备的资源信息等。
在编写Platform Driver时,需要定义一个Platform Driver的结构体,并在其中填写相关信息。
2. Platform Driver的注册函数Platform Driver的注册函数用于将Platform Driver的结构体与对应的硬件设备进行匹配,并注册到Linux内核中。
在注册函数中,需要填写Platform Driver的结构体,并调用相应的函数进行注册。
二、Platform Driver的使用步骤使用Platform Driver的步骤一般包括以下几个步骤:1. 定义Platform Driver的结构体需要定义一个Platform Driver的结构体,并填写相关信息。
在结构体中,需要包含设备的名称、设备的ID、设备的资源信息等。
2. 实现Platform Driver的初始化函数在定义了Platform Driver的结构体后,需要实现Platform Driver 的初始化函数。
在初始化函数中,可以进行设备的初始化操作,如初始化设备的寄存器、分配设备的内存等。
3. 实现Platform Driver的probe函数Platform Driver的probe函数用于设备的注册和初始化。
在probe函数中,需要填写设备的相关信息,并调用相应的函数进行设备的注册和初始化。
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§1.2 模块方式驱动程序
•模块驱动程序的调试
使用printk函数
在程序的开始加入 #define MY_debug
在需要打印调试信息的位置加入 #ifdef MY_DEBUG printk(“<1>my debug info”); #endif
§1.2 模块方式驱动程序
Modexample.c #include <linux/module.h>
• 字符设备驱动程序
表现为文件,面向字节,即时收发数据
• 块设备驱动程序
表现为文件,面向块,通过缓存区进行缓冲
• 网络设备驱动程序
表现为net_device结构链表中的一项,面向流或数据 报,通过sk_buff结构进行收发
§1.2 模块方式驱动程序
• 编写步骤
1) 写入口函数 2) 写模块函数 3) 编译为.O文件 4) 插入模块 5) 创建设备文件
Read()
• 写设备 · Copy_to_user()
其他函数如ioctl()和中断处理函数等
§1.2 模块方式驱动程序
•二、模块函数
Init_module()
• 模块初始化函数。在插入模块时执行 • 也可以用module_init(your_init_func) • 主要执行设备的注册
Cleanup_module()
§1.2 模块方式驱动程序
•五、创建设备文件
Mknod/dev/mydriver c major minor
该命令创建一个字符设备文件mydriver,它的主设 备号是major,次设备号是minor。设备号信息可以在 /proc/devices文件中获得。
网络设备驱动程序不需要此步骤,因为它不出现在 文件系统中。
•模块驱动程序实例
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
unsigned int test_major=0
{put_user(1,buf);
buf++}
Return count;
}
§1.2 模块方式驱动程序
ssize_t write_test(struct file *file,const char *buf,size_t count,loff_t *offset) { Return count; } Int open_test(struct inode *inode,strut file *file) { MOD_INC_USE_COUNT; Return 0; } Int release_test(struct inode *inode,struct file *file) { MOD_DEC_USE_COUNT; Return 0; }
Result=register_chrdev(test_major,”test”, &test_fops);
If(result<0){
V1.0
大纲
1- 设备驱动程序入门 2- 中断处理 3- 等待队列 4- 定时处理 5- 实例分析字符设备驱动程序 6程序入门
• 驱动程序分类 • 模块方式驱动程序 • 内核方式驱动程序 • 用户模块驱动程序
§1.1 驱动程序分类
§1.2 模块方式驱动程序
•四、插入模块
insmod mydriver.o 该命令将驱动程序模块插入到内核中,并执行 init_module()函数。该命令也可以向驱动程序中传递 一些参数。 rmmod mydriver 该命令将驱动程序模块从内核中先移除,并执行 cleanup_module()函数。 其它命令:modprobe、depmod、modinfo。
• 调试方式 • 实例
§1.2 模块方式驱动程序
•一、入口函数
Open()
• 打开设备 • 增加使用记数;分配内存空间;初始化变量、函数;申请中断、I/O空间
Release()
• 关闭设备 • 减少使用记数;释放内存空间;释放中断、 I/O空间
Write()
• 写设备 · Copy_from_user()
• 模块清理函数。在移除模块时执行 • 也可以用module_exit(your_cleanup_func) • 主要执行设备的反注册
§1.2 模块方式驱动程序
•三、编译
用如下命令将mydriver.c编译为mydriver.o
Ppc_8xx-gcc-DLINUX-DMODULED_KERNEL_-Wall-Wstrict-prototypes-fnobuiltin-nostdinc -O2I/opt/hardhat/devkit/lsp/embeddedplanet-cllfppc_8xx/linux-2.4.17_mvl21/include/I/opt/hardhat/devkit/ppc/8xx/lib/lib/gccLib/powerpc-hardhat-linux/2.95.3/include/-I /opt/hardhat/devkit/lsp/embeddedplanet-cllfppc_8xx/linux-2.4.17_mvl21/arch/ppc/-c Mydriver.c
ssize_t read_test(struct file *file,char *buf,size_t count,loff_t *offset)
{
int left;
if(verify_area(VERIFY_WRITE,buf,count)==-EFAULT)
Return –EFAULT;
for(left=count;left>0;left--)
§1.2 模块方式驱动程序
Static struct
file_operations
Test_fops={
Read:
read_test,
write:
write_test,
open:
open_test,
release:
release_test,
};
Int my_init_module(void)
{
Int result;